中國實現百公里自由空間高精度時間頻率傳遞

2022-10-06 09:53:32
諾文

香港輕新聞編輯

2210061百公里高精度時頻傳遞實驗示意圖(研究團隊供圖)

國際學術期刊《自然》5日刊出中國科研團隊的百公里級自由空間高精度時間頻率傳遞實驗成果,時間傳遞穩定度達到飛秒量級;該研究是星地自由空間遠距離光學時間頻率傳遞領域的重大突破,將對暗物質探測、物理學基本常數檢驗、相對論檢驗等基礎物理學研究產生重要影響。

可滿足最高精度光鐘之時間傳遞

國際學術期刊《自然》(Nature)5日刊出中國科研團隊的百公里級自由空間高精度時間頻率傳遞實驗成果。該研究由中國科學技術大學潘建偉院士及其同事張強、姜海峰、彭承志等與上海技物所、新疆天文台、中科院國家授時中心、濟南量子技術研究院和寧波大學等單位合作完成。

該研究是在國際上首次實現的百公里級自由空間高精度時間頻率傳遞實驗,時間傳遞穩定度達到飛秒(千萬億分之一秒)量級,頻率傳遞萬秒穩定度優於4E-19(相當於時鐘約一千億年的誤差不超過一秒),可滿足目前最高精度光鐘的時間傳遞要求。

近年光鐘的穩定度已進入E-19量級,將形成新一代的時間頻率標準(光頻標),可在精密導航定位、全球授時、廣域量子通信、物理學基本原理檢驗等領域發揮重要作用。自由空間高精度時間頻率傳遞是建立全球性廣域光頻標網絡的重要內容,但此前國際上的相關研究成果信噪比低、傳輸距離近,難以滿足星地鏈路高精度時頻傳遞的需求。

研究對基礎物理學產生重要影響

文章第一作者、中國科學技術大學副研究員沈奇表示,精確的計時不應局限於高冷的實驗室,還要「飛入尋常百姓家」;通過高精度的時間頻率傳遞,構建廣域光頻標網絡,是光鐘在上述諸多領域發揮作用的前提。要有與光鐘精度相匹配的時間傳遞技術,把精準的時間傳播出去。

研究團隊在此項研究中,實現瓦級功率輸出的高穩定光頻梳,以及納瓦量級的高靈敏度線性光學採樣探測,提升光傳輸望遠鏡的穩定性和接收效率;基於上述技術突破,研究團隊在新疆烏魯木齊成功實現113公里自由空間時頻傳遞,充分驗證星地鏈路高精度光頻標比對的可行性。

多位《自然》雜誌審稿人表示,該研究是星地自由空間遠距離光學時間頻率傳遞領域的一項重大突破,將對暗物質探測、物理學基本常數檢驗、相對論檢驗等基礎物理學研究產生重要影響。

發佈於 科學新知
By 2022-10-06

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